Angreifende Kräfte in Kurven < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Ein Flugzeug fliegt eine Kurve im Radius 1000m mit einer Geschwindigkeit von 1000km/h.
a) Berechnen Sie die Radialbeschleunigung auf den Piloten
b) Skizzieren und berechnen Sie die an den Piloten angreifenden Kräfte (m=75kg)
c) Welche Gewichtskraft verspürt der Pilot? |
Hallo :)
Also a) ist klar soweit:
[mm]\omega=\bruch{v_B}{r}=0,28s^-1[/mm]
[mm]a_{rad}=w^2*r=77,16m/s^2[/mm]
b)
Was für Kräfte greifen den an dem Piloten an?
Also meiner Meinung nach auf jedenfall eine Radialkraft und die Trägheitskraft. Das ist doch die Bedingung der Kurve. Wie ist das mit der Gewichtskraft und der Tangentialkraft?
c)
Würdet ihr hier ganz einfach die Gewichtskraft berechnen? Sprich:
[mm]F_G=m*g [/mm] ? Das sieht mir irgendwie zu simpel aus...
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Hallo!
> b)
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> Was für Kräfte greifen den an dem Piloten an?
>
> Also meiner Meinung nach auf jedenfall eine Radialkraft und
> die Trägheitskraft. Das ist doch die Bedingung der Kurve.
> Wie ist das mit der Gewichtskraft und der Tangentialkraft?
Das ist schon ein wenig viel...
Der Pilot wird einerseits durch die Gravitation nach unten gezogen, und durch die Radialkraft nach außen. Letztere hast du ja schon berechnet.
>
> c)
>
> Würdet ihr hier ganz einfach die Gewichtskraft berechnen?
> Sprich:
>
> [mm]F_G=m*g[/mm] ? Das sieht mir irgendwie zu simpel aus...
>
Nee, es gibt ja zwei Kräfte. Und da die in unterschiedliche Richtingen wirken, solltest du dir mal ein Kräfteparallelogramm zeichnen, und überlegen, wie man die resultierende berechnet.
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> Das ist schon ein wenig viel...
> Der Pilot wird einerseits durch die Gravitation nach unten
> gezogen, und durch die Radialkraft nach außen. Letztere
> hast du ja schon berechnet.
Nur mal zum Verständnis, die Radialkraft, die auf das Auto wirkt, wirkt aber zur Kreismitte hin?
Die Radialkraft aber, die auf den Piloten wirkt, drückt diesen nach "außen", richtig? Das ist schwer vorstellbar, warum ist das so? Hängt das mit der Trägheit der Masse des Piloten zusammen?
> > c)
> >
> > Würdet ihr hier ganz einfach die Gewichtskraft berechnen?
> > Sprich:
> >
> > [mm]F_G=m*g[/mm] ? Das sieht mir irgendwie zu simpel aus...
> >
>
> Nee, es gibt ja zwei Kräfte. Und da die in
> unterschiedliche Richtingen wirken, solltest du dir mal ein
> Kräfteparallelogramm zeichnen, und überlegen, wie man die
> resultierende berechnet.
>
Die Gewichtskraft wirkt ja nach "unten", also sind die beiden Kräfte im 90° Winkel. Kann ich hier das 4. Newtonschen Axiom (Überlagerungssatz) verwenden?
[mm]F=\wurzel{F_G+F_R+2*F_G*F_R*cos(90°)}=\wurzel{735,75N+5787N+2*737,75N*5787N}=80,76N[/mm]
?!
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Hallo!
In welche Richtung die Kraft wirkt, ist bei Kreisbewegungen immer etwas verwirrend.
Der Pilot spürt, daß er durch die Gravitation nach unten gezogen wird.
Damit er sich nicht wirklich nach unten bewegt, muß sein Sitz eine Kraft nach oben auf ihn ausüben.
Genauso will der Pilot eigentlich immer gradeaus. Um ihn auf eine Kreisbahn zu bringen, muß der Sitz eine Kraft zur Kreismitte ausüben, der Pilot spürt aber eine nach außen!
Das ist also ne gehörige Definitionsfrage. aber der Betrag der Kräfte ist in beiden Fällen gleich.
> [mm]F=\wurzel{F_G+F_R+2*F_G*F_R*cos(90°)}=\wurzel{735,75N+5787N+2*737,75N*5787N}=80,76N[/mm]
Im prinzip ja, allerdings fehlt das Quadrat an den ersten beiden Summanden. Sonst paßt es schon von den Einheiten nicht.
Und der letzte Summand verschwindet wegen COS(90)=0. Dann nennt sich das auch Satz des Pythagoras...
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Okay, wenn auf den Piloten die Gravitations- und die Radialkraft wirken, was wirkt dann auf das Flugzeug in der Kurve?
Müsste doch auf jedenfall die Radial- und Fliehkraft sein. Was ist mit der Gravitationskraft und der Tangentialkraft? Wirken die hier auch?
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Hallo!
Ersetze "Sitz" durch "Luft" bzw "Auftrieb, der auf die Flügel wirkt" und "Pilot" gegen "Flugzeug"
Letztendlich ist das immer das gleiche...
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oh weia... das ist ja echt kompliziert.
Okay, ich habe gerade nochmal nachgeguckt, bei einem anderem Bsp. mit nem Satellit haben wir auch nur Fg und F(fliehkraft) eingetragen...
Danke nochmal ;)
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